Щойно з’явилася нова біологічна суміш.
«Пікотіла», біоінженерні білки імунної системи, які частково є рослинними та частково тваринними , можуть допомогти флорі краще протистояти хворобам, повідомляють дослідники в Science за 3 березня . Білкові гібриди використовують унікальну гнучку імунну систему тварин, надаючи рослинам здатність боротися з новими патогенами .
Флора зазвичай покладається на фізичні бар’єри, щоб утримати хвороботворні мікроби. Якщо щось незвичайне потрапляє всередину рослин, внутрішні датчики б’ють тривогу, і заражені клітини гинуть. Але оскільки патогени розвивають способи ухилятися від цих засобів захисту, рослини не можуть адаптуватися в реальному часі. Адаптивна імунна система тварин може виробляти велику кількість антитіл за лічені тижні під час контакту з патогеном.
У дослідженні для підтвердження концепції вчені генетично модифікували внутрішній датчик однієї рослини для створення антитіл тварин. Цей підхід використовує потужність адаптивної імунної системи для внесення майже необмежених коригувань до цільових загарбників і передає їх рослинам, каже імунолог рослин Сінніан Донг, дослідник Медичного інституту Говарда Хьюза в Університеті Дьюка, який не брав участі в роботі.
Культури особливо можуть виграти від наявності більш адаптивної імунної системи, оскільки багато ферм вирощують поля, заповнені лише одним типом рослин, каже Донг. У природі різноманітність може допомогти захистити вразливі рослини від патогенів і шкідників, які поширюють хвороби. Ферма більше схожа на буфет.
Дослідникам вдалося налаштувати гени рослин на стійкість до хвороб, але пошук потрібних генів і їх редагування може зайняти більше десяти років, каже фатопатолог Софіен Камун з лабораторії Сейнсбері в Норвічі, Англія. Він і його колеги хотіли знати, чи може захист рослин отримати додатковий поштовх завдяки рішенням, натхненним тваринами.
Щоб створити пікотіла, команда злила невеликі антитіла лам і альпак з білком під назвою Pik-1, який міститься в клітинах Nicotiana benthamiana , близького родича рослин тютюну. Pik-1 зазвичай виявляє білок, який допомагає смертельно небезпечному грибку інфікувати рослини. Для цього тесту антитіла тварин були розроблені для націлювання на флуоресцентні білки
Команда виявила, що рослини з пікобілами вбивали клітини, піддані впливу флуоресцентних білків, що призводило до появи мертвих плям на листі. З 11 перевірених версій чотири не були токсичними для листя і викликали загибель клітин лише тоді, коли пікотіла, прикріплені до специфічного білка, який вони створили, зв’язуються.
Більше того, пікотіла можна комбінувати, щоб дати рослинам більше ніж один спосіб атакувати іноземного загарбника. Ця тактика може бути корисною, щоб вражати патогени, маючи спритну здатність ухилятися від деяких імунних реакцій під різними кутами.
Теоретично можна створити пікобіди «практично проти будь-якого патогену, який ми вивчаємо», — каже Камун. Але не всі комбінації pikobody працювали разом у тестах. «Це трохи влучно або невдало», — каже він. «Нам потрібні додаткові базові знання, щоб покращити біоінженерію».